[发明专利]一种冰晶石的制备方法

说明书

本发明涉及一种冰晶石的制备方法，包括：1)将含硅氟废水和氨水混合，化学脱硅反应；2)液固分离，得到白炭黑和氟化铵脱硅液；3)将氟化铵脱硅液与铝酸钠溶液混合，合成反应；4)液固分离，得到冰晶石。本发明的方法从含硅氟废水中回收制备得到高品质冰晶石产品，并副产白炭黑。废水中的氟资源回收率在90％以上，且得到的冰晶石纯度高、流动性好，其中SiO₂质量分数低于0.1％。本发明的原料可以是氟化铝行业排放的酸性含氟废水、磷肥行业排放的氟硅酸或铌钽行业的氟化铵碱性废水，且氟、硅资源回收率不受影响；而且本发明的工艺条件温和，介质易于实现高效循环，工业可操作性强，经济效益突出。

技术领域

本发明属于资源回收领域，涉及一种冰晶石的制备方法，尤其涉及一种从废水中回收制备冰晶石并副产白炭黑的方法。

背景技术

六氟铝酸钠(冰晶石)是常用的电解助熔剂，常用作氧化铝电解及精炼纯铝的助熔剂，稳定性好、熔点高、不易分解和挥发、导电性好；用作焊条涂层和多金属焊接加工助熔剂；用作搪瓷乳白剂、玻璃或搪瓷生产用遮光剂和助熔剂；用作橡胶、砂轮的树脂添加剂和耐磨填充剂、农作物杀虫剂、金属助熔剂、烯烃聚合催化剂；还可用作人造石、玻璃防反射涂层、激光镜面涂层、钢材的修边剂等。由于天然冰晶石蕴藏量极少，冰晶石主要通过人工制备而得。

冰晶石的工业生产方法包括纯碱-氟铝酸法、黏土-盐卤法、氟硅酸钠法、再生冰晶石法、氟铝酸铵法、氢氟酸-铝酸钠。由于资源消耗快、保障程度严重不足，萤石资源已成为国家战略资源。故而以萤石为原料的黏土-盐卤法，以及以氢氟酸为合成原料的纯碱-氟铝酸法、氢氟酸-铝酸钠法的经济性日趋降低。再生冰晶石法中，为提高产品品质必须引入盐酸-氢氟酸混酸体系，继而引入新的废水处理问题。氟铝酸铵法采用铝型材行业副产的氟铝酸铵废渣为氟、铝原料，用烧碱/纯碱/工业氯化钠反应制得冰晶石，但其体量无法满足全行业对冰晶石产品的需求。氟硅酸钠法虽然可以实现磷肥等行业氟硅酸钠或氟硅酸钾副产品的资源利用，但其仅限于处理固体氟硅酸钠原料，并由此带来对前序氟硅酸浓度的限制，且其产品硅含量的品质提升有限。因此，开发冰晶石的高效制备方法，尤其自涉氟行业废水中提取含氟资源意义重大。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种冰晶石的制备方法，尤其是一种从含硅氟废水中回收制备冰晶石并副产白炭黑的方法，使得含硅氟废水中90％以上的氟资源得到高效回收并制备高品质高分子冰晶石产品，并副产白炭黑。所述过程工艺流程简单，工程实践性强，经济优势明显。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种冰晶石的制备方法，所述方法包括以下步骤：将含氟废水与铝酸钠溶液混合，进行合成反应，得到合成反应料浆，液固分离，得到冰晶石和母液。

优选地，所述含氟废水为氟化铵脱硅液。

优选地，所述含氟废水为含氟酸性废水或含氟碱性废水中的任意一种。

作为本发明所述方法的优选技术方案，所述铝酸钠溶液是拜耳法氧化铝厂种分母液，且得到的种分母液中Na₂O浓度为50～360g/L，例如为50g/L、65g/L、80g/L、100g/L、120g/L、150g/L、200g/L、230g/L、280g/L、300g/L、340g/L或360g/L等，且铝酸钠溶液中的氧化钠与氧化铝的摩尔比为3。

优选地，所述铝酸钠溶液是以片碱和氢氧化铝为原料制备得到的，且得到的铝酸钠中Na₂O浓度为50～360g/L，60g/L、80g/L、100g/L、130g/L、150g/L、200g/L、230g/L、280g/L、300g/L、340g/L或360g/L等，例如为且铝酸钠溶液中的氧化钠与氧化铝的摩尔比为3。

优选地，所述铝酸钠溶液的加入量以含氟废水中的氟元素与铝酸盐溶液中的铝元素的摩尔比为6:1～6.5:1，例如为6:1、6.1:1、6.2:1、6.3:1、6.4:1或6.5:1等。